哈尔滨工程大学
硕士学位论文
某盆地储层敏感性特征研究
姓名：彭柏群
申请学位级别：硕士
专业：应用化学
指导教师：张密林
20030301
摘要
本文根据某盆地大量现场施工资料，选取２０口井的岩心，进行了其粘十矿物组成分析、岩心薄片形貌及结构分析，以及敏感性特征分析。
通过对储层岩矿特征、孔隙结构特征和物性特征分析，证明盆地的多数井段储集层含油、气性较差，仅少数井段较好。
根据粘十矿物的基本结构，结合粘土的水化膨胀、絮凝、分散情况，从理论上分析了粘士矿物对油层潜在的损害方式。通过大量的粘土矿物分析数据，表明盆地粘十矿物在纵向上由浅到深的变化规律是：蒙皂石一高岭石组合（以蒙皂石为主）、高岭石一蒙皂石组合（以高岭石为主）、高岭石一伊利石组合（以高岭石为主）、伊利石一高岭石组合（以伊利石为主）、伊利石一绿泥石组合。根据这些结果得出粘土矿物在盆地的浅层主要以膨胀的形式损害储层：在中层，主要以微粒运移的形式损害储层；在深层，主要以微粒运移和酸敏的形式损害储层。
储层敏感性实验研究证明，盆地的速敏性为弱到中速敏，水敏性第。和第三凹陷较强，而第二凹陷的水敏性相对较弱；酸化研究表明，现场目前使用的几种酸型配比不适合对该盆地进行酸化改造，必须探索新的酸化途径和配方。
由敏感性实验证明，整个盆地的敏感性主要以水敏和速敏为主，因此
本文的储层敏感性研究为油层保护提出如下解决方案：第一凹陷水敏性较强，要特别注意防止粘上矿物的水化膨胀：第二凹陷速敏性较强，要注意防止微粒迁移：第三凹陷渗透性较差，应以压裂改造为主。
关键词：粘土矿物储层敏感性油层保护速敏水敏
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
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第１章绪论
１．１概述
石油工业一诞生在客观上就存在油层伤害和保护问题，油层伤害不仅损失油气资源，提高生产成本，对石油天然气工业来说也是一个非常复杂而严重的问题“。５１。在油气层被打开前，地层中矿物及流体基本上处于一种物理的、化学的、热动力学的、水动力学的平衡状态。钻井、完井、采油等作业都可能破坏这种平衡，导致油层伤害。
油层伤害的原因是多方面的，也是极其复杂的，综合起来有以下几个方面：
１、在油井建成（钻井、完井、修井、增产作业）和开采的每一阶段，都可能产生油层伤害。
２、在各种井下作业工程中，工作液中的固相颗粒对油层的堵塞。
３、外来流体与地层流体不配伍造成的伤害。
４、入浸的滤液与地层流体的化学反应造成的伤害。
５、外来流体与地层中原油乳化，使流体粘度增加，降低了流体的自由流动能力。
根据这些因素，油层保护主要从下面几个方面考虑：
１、不浚进入的外来流体（包括它的滤液）和固相颗粒，要尽量保证不进入或少进入油层。
２、必须进入的流体（如酸化液、压裂液、注入水等），应与储层有较好的配伍性，尽可能采用无固相工作液。
３、凡进入地层的工作液、固相颗粒，可以用化学方法（酸蚀、酸化）或
物理方法（如射孔）解堵、排液。
４、尽量减少施工过程中的事故。
５、保护油层要遵循预防为主的原则。油层一旦被污染，恢复渗透率是相当困难的，所以解堵补救工作只能是辅助的。
１．２课题的来源及研究意义
油层保护是油田必须研究的课题，而保护油层最主要的就是要搞清楚油层可能的伤害类型，以及伤害的程度，从而采取相应的对策。在储层伤害评价研究中，储层敏感性评价是最主要的手段之一。
储层敏感性评价包括两方面的内容，一是从岩相学分析的角度，评价储层的敏感性矿物特征，研究储层潜在的伤害因素；二是在岩相学分析分析的基础上，选择代表性的样品，进行敏感性实验，通过测定岩石与各种外来工作液接触前后渗透率的变化，来评价工作液对储层的伤害程度。
不同地区地质特征不同，油层伤害的程度也不同。如冀东油田由于地层年代较新，岩石成岩作用弱，胶结疏松，外来流体的主要影响是速敏和出砂问题，四川气田为海相地层，酸的影响占主导地位。ｘ盆地地质特征复杂，特别是粘土矿物含量高（一般在２０％左右），不同的凹陷矿物组成差异较大，储层受外来流体的影响极易被污染，正确认识其敏感性特征是本次研究的关键，通过对ｘ盆地的敏感性特征研究，为ｘ盆地保护油层提供指导依据，对ｘ盆地的勘探和开发具有重要意义。
１．３国内外研究现状
在上世纪中叶至后期国外开始了油层损害的室内研究捌，美国岩心公司在实验室就设计出有效的工程施工方案（见图１．１）。
该方案根据岩相学的理论，通过Ｘ射线衍射、扫描电井和薄片分析等技
２
术，阐明了储层敏感性分析对确定潜在问题的程度及变化规律的重要性。
油气层敏感性分析包括岩心柱的选择、静态敏感性实验、流速敏感性实验、流体接触程序评价、盐度评价、钻井泥浆的损害评价等，通过实验确定外来流体对渗透率的影响程度，根据这项评价选择最佳的钻井液、完井液、射孔液、酸化、压裂液等的配方和最佳施工方案。然后在根据现场实际情况进行系列实验对比，选择最经济有效的方案供旌工设计。油气层敏感性分析见图１．２。
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推荐措施
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增产
图１．１美国岩心公司的工程施工方案
３
现阶段国外油层保护研究主要分为两个方面“３：一是根据过去的研究成果，研制油气层损害评价软件，即所谓的专家系统，使油气层损害评价逐步向自动化和智能化方向发展，如美国岩心公司正在研制的智能型专家系统；
二是在敏感性评价的基础上，结合现场实际研制新的工作液配方，以减少工作液对油层的损害。如在工作液中加入粘土稳定剂可防止粘土膨胀或分散运移带来的伤害；在酸化工作液中加入酯类或有机酸作为ＰＨ缓冲剂，以延缓氢氧化铁沉淀的产生。
油气层敏感性分析程序
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选择岩心
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敏感性程度及变化规律
对钻井、完井、采油、增产（注水）提出推荐措施
图１．２油气层敏感性分析流程图
４
国内油气层损害问题的研究始上于上世纪八十年代末，虽然起步较晚，但发展较快。目前，石油勘探开发科学研究院、西南石油学院、胜利、辽河、华北、中原、长庆、四川等单位针对生产中出现的油层损害问题，较系统地研究了评价油层损害的各种实验方法，基本上形成了一套能适用于不同类型油藏的评价实验程序。在油气层损害的机理方面取得了很大的进展”１“，主要表现在以下几个方面：（１）在钻井液动、静滤失规律的研究中，对内外滤饼的形成与油层损害的关系、滤饼的结构、动静滤失的差别，以及在钻开油层过程中影响固相颗粒浸入的主要因素等进行了广泛深入的研究。（２）在采用数学模型研究微粒运移的机理时，对微粒水化膨胀造成分散的临界盐浓度、微粒起动的临界速度及十三种影响因素进行了全面系统的描述““。（３）在酸敏及水锁损害研究方面，将理化分析与微观测试技术紧密配合。（４）针对碳酸栽岩储层和变质岩储层的损害机理问题，四川Ｉ和辽河等进行了大量的工作，这国外研究很少。（５）由于国外大多数是海相地层，陆相地层很少，相应地对该类储层的研究液较少。因此在陆相地层勘探开发的油气层保护研究方面国内已达到了国际先进水平。””３。
总体来说，关于油气层保护的研究目前主要偏重于机理研究，在实际生产中的应用研究这将是今后一个时期内的主攻方向“”。
大庆油田油气藏保护技术研究开始于１９８８年，经过十余年的发展，研制出适合于不同渗透性样品的流动试验装置、酸化试验装置和泥浆伤害模拟试验装置，结合其它检测手段，形成了较为完善的油气层敏感性评价体系。１９９９年到２０００年，对流动试验装置及配套设备进行了全面更新，使该体系目前在国内处于先进水平，其中主要检测项目包括：
１．储层敏感性评价：主要是通过五敏试验对油层的敏感性进行分类评价，进而提出相应的保护措施。五敏包括速敏性、水敏性、盐敏性、碱敏性和酸敏性。
２．泥浆伤害模拟试验：
５
通过泥浆伤害模拟试验主要解决以下问题：
（１）钻井泥浆滤液浸入地层的深度，即污染半径，为后续施工提供参考依据；
（２）评价钻井泥浆对储层的污染程度；
（３）依据上述两条优选适当的优质泥浆。
３．系列流体评价：主要评价不同的工作液或流体进入地层后所发生的物理和化学变化，以及这种变化对地层渗透率的影响。
４．其它辅助检测手段：ｘ射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、图象分析、普通薄片和铸体薄片鉴定、常规油层物性分析等。
１．４本文的主要工作
１．通过ｘ盆地岩相学特征分析，研究总结了ｘ盆地的岩性、孔隙结构和物性特征。
２．通过ｘ射线衍射和扫描电镜分析，对ｘ盆地纵向和平面上的粘土矿物分布特征进行了系统研究，根据粘土矿物分农特征，ｘ盆地在上部地层的主要伤害为粘土膨胀引起的水敏伤害，下部地层主要为速敏伤害。
３．敏感性流动实验对ｘ盆地储层敏感性特征进行了综合评价，髓凹陷主要为水敏伤害，ｗＥ凹陷主要为速敏伤害，ＨＨ凹陷主要为水锁和速敏伤害。
４．进行ｘ盆地泥浆伤害模拟实验，结果表明泥浆滤液对渗透率小于５×１０’。ｌａｍ２的储层有较大的伤害。
５．通过对勘探数据库的查询检索和重组，建立了ｘ盆地岩芯、粒度、粘土矿物、岩石薄片等基础数据库。
６
第２章Ｘ盆地的岩石矿物学特征
２．１Ｘ盆地概况
ｘ盆地构造示意图见图２．１。
Ｘ盆地属于典型的陆相含油气盐地，与松辽盆地相比，具有地层断块多、地形复杂、胶结物和粘士矿物含量高等特点，勘探开发难度较大，长期以来没有突破性进展。本次研究的目的就是要搞清楚ｘ盆地的敏感性矿物分布特征，储层潜在的伤害因素及敏感性变化规律，为勘探和开发提供指导。
图２．１ｘ盆地构造示意图
２．２储集层的岩矿特征
２．２．１储集层岩矿特征的鉴定一岩石薄片分析方法
岩石薄片分析技术是油层保护岩相学分析三大技术之一，也是最基础的
７
岩石的孔隙结构、面孔率、裂缝率、裂缝密度、裂缝宽度等。
２．２．２Ｘ盆地储层的岩矿特征
通过１５０块样品分析及薄片鉴定数据库５６０００条记录检索，得出ｘ盆地储层的岩矿特征见表２．１。
由表中可见，Ｘ盆地发育多种类型储集层，包括砂岩、砂砾岩、泥岩裂缝、火山岩裂缝及变质岩裂缝洞五种类型。其中以砂岩为主，砂砾岩次之。其岩性有如下特点：
１、岩性以粉砂岩、细砂岩、中砂岩为主，部分井为砂砾岩、砾岩。
２、碎屑组分中岩屑含量很高，平均含量大于５０％，岩石类型为长石质岩屑砂岩或长石砂岩。只有ｗＥ凹陷南上段砂岩岩屑含量较低，小于２５％，为混合砂岩或长石砂岩。
岩屑含量高，反映的是一种近物源的快速堆积。另一方面也反映了物源区的母岩类型。砂岩中的岩屑成分以酸性的喷出岩、凝灰岩为主，故物源区母岩主要是一些火山岩类。
３、砂岩胶结物种类多，含量高，胶结类型以孔隙式为主，胶结物有泥质（包括粘土杂基、自生粘土矿物等）、方解石、硅质、碳钠铝石等，总量大于２０％。大量的胶结物充填在孔隙中，这对岩石的储集性是非常不利的。
４、砂岩中的粘土矿物主要有蒙皂石、高岭石、伊利石、混合层及少量绿泥石。分析资料表明ｘ盆地砂岩中粘土矿物绝对含量比松辽盆地要高得多（表２．２）。这些粘土矿物呈颗粒套膜、孔隙衬里或充填于孔隙中，不但降低了砂岩的储集性能，而且还易受到外来流体的伤害。
２．２．３储层ＩＩ｛Ｊ：ＦＬ隙结构特征
ｘ盆地砂岩储集层有四种基本孔隙类型，它们是原生粒问孔隙、溶蚀孔
９
隙、微孔隙和裂缝孔隙。溶蚀孔隙还可分为粒间内溶孔、粒间溶孔、铸模孔隙和胶结物内溶孔四个亚类。其中，粒间溶孔和微孔隙分布最广，普遍存在于瓮地内各个断陷的储集岩中。按照不同孔隙在储集岩中的差异，可将储层分为五种孔隙组合类型（表２．３）。
根据压汞资料（表２．４）分析，ｘ盆地储集岩的孔隙结构特征如下：
ｌ、多数样品孔隙结构较差，而少数井的砂岩样品孔隙结构较好。
２、孔隙喉道半径小。最大喉道半径仅几ｕｍ，平均喉道半径小于ｌ“ｍ。
３、孔隙喉道分布范围窄，主要集中在小喉道。喉道分布峰位小于ｌｕｍ。
４、孔隙结构系数大。一般样品均大于６。结构系数大说明孔隙喉道弯瞎，迂回程度剧烈，液体在岩石中的渗流能力很差。
５、束缚孔隙（不流动孔隙）体积大，一般大于５０％，仅少数井较小。
以上孔隙结构特征说明，ｘ盆地砂岩储集层中多数储集性质较差，仅少数井段好。
２．２．４储层的物性特征
总的来说ｘ盆地砂岩储层物性具有“中孔低渗”的特点，部分地区和层段也有高渗透砂岩分布。
１、砂岩孔隙度随深度增加而减少（图２．２）。在１２００ｍ深度以内孔隙度大于２０％，１２００～２０００ｍ深度内，孔隙度为１０～２０％，２０００ｍ以Ｆ，孔隙度小于１０％。和松辽盆地相比，ｘ盆地砂岩所经受的压实作用要强得多。这是因为该区砂岩多属岩屑砂岩，刚性组分（石英）少，不稳定组分岩屑含量高，骨架颗粒抗压能力差。另一方面砂岩中泥质（杂基）多，也易被压实。
２、大多数井段砂岩平均渗透率低，一般小于１ｘ１０。ｕｍ２或只有几个１Ｘ１０１ｐｍ２，仅有少部分井段较高。
３、孑Ｌ隙度和渗透率之间的相关关系不象松辽盆地那样明显（图２．３、图２．４）。孔隙度大，渗透率不一定高。主要原因是微孔隙所占体积太大。所以该瓮地渗透率是评价储层物性的主要参数。
４、本区砂岩比表面积远大于一般砂岩的比表面积“”（表２．５，以ＸＷｌ井为例）。比表面积大是砂岩含有大量的粘土矿物和微孔隙造成的。因为粘土矿物的比表面值比一般矿物大得多。它将影响流体的聚集、分布和产出。
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哈尔滨工程大学 硕士学位论文 某盆地储层敏感性特征研究 姓名：彭柏群 申请学位级别：硕士 专业：应用化学 指导教师：张密林 20030301
摘要 本文根据某盆地大量现场施工资料，选取２０口井的岩心，进行了其粘十矿物组成分析、岩心薄片形貌及结构分析，以及敏感性特征分析。 通过对储层岩矿特征、孔隙结构特征和物性特征分析，证明盆地的多数井段储集层含油、气性较差，仅少数井段较好。 根据粘十矿物的基本结构，结合粘土的水化膨胀、絮凝、分散情况，从理论上分析了粘士矿物对油层潜在的损害方式。通过大量的粘土矿物分析数据，表明盆地粘十矿物在纵向上由浅到深的变化规律是：蒙皂石一高岭石组合（以蒙皂石为主）、高岭石一蒙皂石组合（以高岭石为主）、高岭石一伊利石组合（以高岭石为主）、伊利石一高岭石组合（以伊利石为主）、伊利石一绿泥石组合。根据这些结果得出粘土矿物在盆地的浅层主要以膨胀的形式损害储层：在中层，主要以微粒运移的形式损害储层；在深层，主要以微粒运移和酸敏的形式损害储层。 储层敏感性实验研究证明，盆地的速敏性为弱到中速敏，水敏性第。和第三凹陷较强，而第二凹陷的水敏性相对较弱；酸化研究表明，现场目前使用的几种酸型配比不适合对该盆地进行酸化改造，必须探索新的酸化途径和配方。 由敏感性实验证明，整个盆地的敏感性主要以水敏和速敏为主，因此
本文的储层敏感性研究为油层保护提出如下解决方案：第一凹陷水敏性较强，要特别注意防止粘上矿物的水化膨胀：第二凹陷速敏性较强，要注意防止微粒迁移：第三凹陷渗透性较差，应以压裂改造为主。 关键词：粘土矿物储层敏感性油层保护速敏水敏
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆｏｎ－ｔｈｅ—ｓｐｏｔｄａｔａｉｎｓｏｍｅｂａｓｉｎｓ．Ｌｏｇｃｏｒｅｓｆｒｏｍｔｗｅｎｔｙｗｅｌｌｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｈａｐｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｌｉｃｅｃｏｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ． ＴｈｒｏｅＩｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｒｏｃｋｆｅａｔｕｒｅ，ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉＬｉｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｏｉｌａｎｄｇａｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｍｏｓｔｗｅｌｌｉｎｔｅｒｖａｌｓｉｓｂａｄａｎｄｏｎｌｙａｆｅｗｗｅｌｌｉｎｔｅｒｖａｌｓａｒｅｇｏｏｄ． Ｂａｓｅｄｏｎｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｈｙｄｒｏｕｓｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｆｌｏｃｃｕｌａｔｅａｎｄｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅｔｈｏｄｂｙｗｈｉｃｈｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｄｏｅｓｄａｍａｇｅｔｏｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｍｕｃｈｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｓｃｈａｎｇｉｎｇｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｉｓｓｈｏｗｎｆｒｏｍｓｈａｌｌｏｗｔｏｄｅｅｐｖｅｒｔｉｃａｌｌＮｉ．ｅ．：ｓｍｅｃｔｉｔｅ－－ｋａｏｌｉｎｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｓｍｅｃｔｉｔｅ），ｋａｏｌｉｎｉｔｅ－－ｓｍｅｃｔｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｋａｏｌｉｎｉｔｅ），ｋａｏｌｉｎｉｔｅ—ｉｌｌｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｋａｏｌｉｎｉｔｅ），ｉｌｌｉｔｅ—ｋａｏｌｉｎｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｉｌｌｉｔｅ），ｉｔｌｉｔｅ—ｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ．Ｓｏｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｉｎｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｌａｙｅｒ，ｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｄｏｅｓｄａｍａｇｅｔｏｒｅｓｅｒｖｏｉｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｔｒａｎｓｍｉｔ，ｉｎｔｈｅｄｅｅｐｌａｙｅｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｔｒａｎｓｍｉｔａｎｄａｃｉｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔＮ Ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｂａｓｉｎｉｓｗｅａｋｔｏｍｅｄｉｕｍ，ｗａｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｓｓｔｒｏｎｇｉｎｆｉｒｓｔｓａｇａｎｄｔｈｉｒｄｓａｇａｎｄｗｅａｋｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓａｇ．Ａｃｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆａｃｉｄｏｎｔｈｅｓｐｏｔａｒｅｕｎｆｉｔｆｏｒａｃｉｄｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂａｓｉｎａｎｄｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｉｓｃｏｖｅｒｎｅｗａｃｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｗｈｏｌｅｂａｓｉｎｉｓｍａｉｎｌｙｗａｔｅｒ
跃进二号东高点储层敏感性分析 【摘要】跃进二号油田造成油层伤害的主要因素有水敏伤害、附加毛管阻力和速敏伤害，酸敏性相对较弱。浅层可膨胀性粘土矿物占较高比例，胶结程度弱，因而对各种类型的伤害都很敏感。深层比浅层的敏感性要弱一些，主要原因在于可膨胀性粘土矿物相对含量少，而且岩石的胶结程度相对较好。孔隙结构好的储层，敏感性较弱，而孔隙结构差的储层，由于其孔隙小、喉道细，粘土矿物含量高，工作制度不当时最易受到伤害。在注水开发中，要做好储层保护，提高水驱开发效果。 【关键词】储层敏感性；水敏；速敏；附加毛管阻力；酸敏； 油层自身的敏感性程度是油层伤害的一个重要因素。岩性、物性研究以及敏感性流动实验是进行油层敏感性分析的主要手段。其敏感性程度随敏感矿物含量增多、孔隙结构变异而升高。敏感矿物主要有水敏感矿物、速敏矿物、酸敏矿物、碱敏矿物等。 1.储层物性特征 跃进二号东高点构造是青海省柴达木盆地西部坳陷区昆北断阶亚区铁木里克凸起内的一个三级构造。 通过岩心薄片分析，本区的储层具有砂岩近源、低成熟的岩石学特征。从岩心样品分析得出，全油田的平均孔隙度为16.76%，样品分布主峰在15-25%之间，平均渗透率为18.7×10-3um2，残余油饱和度平均为30.83%，物性特征呈中低孔隙度和中低渗透率。 本区油层的润湿性具非均质特点，高渗透层多表现为中性或偏亲油，而低渗透层则多表现为偏亲水。在偏亲油的砂岩模型中，残余油主要分布于颗粒表面、小孔隙、孔隙角隅和死孔隙之中；而在偏亲水的砂岩模型中，残余油则主要以孤立的油滴分布于孔隙之间。 2.储层敏感性分析 2.1水敏伤害 跃进二号油田粘土矿物X衍射分析结果表明。伊利石是该地区的主要粘土矿物，其相对含量达40-90%；蒙脱石分布于浅层，其相对含量达10-50%；伊蒙混成矿物作为蒙脱石向伊利石转化的中间产物，则普遍分布于浅层和深层，相对含量在1-25%之间。 YⅡ264井E31地层的水敏实验和盐敏实验数显示，这些样品用标准盐水测得的渗透率远低于样品的克氏渗透率，下降幅度大于50%。美国岩心公司通过对
储层的敏感性特征及开发过程中的变化 摘要：由于储层岩石和流体的性质，储层往往存在多种敏感性，即速敏、水敏、盐敏、 酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。即：粘土矿物的敏感性；储层敏感性特征；储层敏感性在开发过程中的变化。通过这三个方面的研究，希望能给生产实际提供理论依据，进而指导合理的生产。 关键词：粘土矿物；储层；敏感性 1．粘土矿物的敏感性特征 随着对储层研究进一步加深，除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外，还必须对储层岩心进行敏感性分析，以确定储层与入井工作液接触时，可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。 由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物，因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。 1.1 粘土含量 在粒度分析中粒径小于5um 者皆称为粘土，其含量即为粘土总含量。当粘土矿物含量在1%~5%时，则是较好的油气层，粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。 1.2 粘土矿物类型 粘土矿物的类型较多，常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同，因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型，以及各类粘土矿物的相对含量。目前多彩采用X 射线衍射法分析粘土矿物。常见粘土矿物及其敏感性如表 1 所示。 1.3 粘土矿物的产状 粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大，其产状一般分为散状（充填式）、薄层状（衬底状）和搭桥状[1]。在三种粘土矿物类型中，以分散式储渗条
1、什么叫做储层敏感性？储层敏感性包含哪些方面？ 答：广义概念：油气储层与外来流体发生各种物理或化学作用而使储层孔隙结构和渗透性发生变化的性质，即称为储层的敏感性。 狭义概念：储层与不匹配的外来流体作用后，储层渗透性往往会变差，会不同程度地损害油层，从而导致产能损失或产量下降。因此，人们又将储层对于各种类型储层损害的敏感性程度，称为储层敏感性。 储层敏感性包含：速敏性、水敏性、盐敏性、酸敏性和碱敏性。 2、简略概述如何评价储层的敏感性？ 答：储层敏感性评价包括两方面的内容：一是从岩相学分析的角度，评价储层的敏感性矿物特征，研究储层潜在的伤害因素；二是在岩相学分析的基础上，选择代表性的样品，进行敏感性实验，通过测定岩石与各种外来工作液接触前后渗透率的变化，来评价工作液对储层的伤害程度。 3、在注水开发过程中储层的性质会有哪些变化？ 答：1）储层岩性参数的变化；2）储层物性参数的变化；3）储层孔隙结构参数的变化；4）储层含油性的变化；5）储层渗流参数的变化。 4、储层速敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：在储层内部，总是不同程度地存在着非常细小的微粒，这些微粒或被牢固地胶结，或呈半固结甚至松散状分布于孔壁和大颗粒之间。当外来流体流经储层时，这些微粒可在孔隙中迁移，堵塞孔隙喉道，从而造成渗透率下降。 在开发过程中：1）确定油井不发生速敏伤害的临界产量；2）确定注水井不发生速敏伤害的临界注入速率，如果注入速率太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施；3）确定各类工作液允许的最大密度。 5、储层水敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：在储层中，粘土矿物通过阳离子交换作用可与任何天然储层流体达到平衡。但是，在钻井或注水开采过程中，外来液体会改变孔隙流体的性质并破坏平衡。当外来液体的矿化度低（如注淡水）时，可膨胀的粘土便发生水化、膨胀，并进一步分散、脱落并迁移，从而减小甚至堵塞孔隙喉道，使渗透率降低，造成储层损害。 开发中的应用：1）如无水敏，则进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不做严格要求；2）如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于Cc1；3）如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。 6、储层酸敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：油层酸化处理是油井开采过程中的主要增产措施之一。酸化的主要目的通过溶解岩石中的某些物质以增加油井周围的渗透率。但在岩石矿物质溶解的同时，可能产生大量的沉淀物质，如果酸处理时的溶解量大于沉淀量，就会导致储层渗透率的增加，达到油井增产的效果，反之，则得到相反的结果，造成储层损害。
1?流速敏感性实验 油气储集层在采油、注水等过程中，当流体在地层中流动速度增大到一定时，引起地层中微粒运移并堵塞喉道处造成渗透率的下降，引起渗透率明显下降的流体流动速度称为该岩石的临界流速（V c）。流速敏感性实验的目的在于确定合理的注采速度提供科学依据。 流速敏感性实验所用岩样是绥1油田冷冻取心岩样，岩样两端添加丝网，周壁为铅皮包裹。实验中为了保证岩样与岩芯夹持器钢套间无串流，用环氧树脂填封岩样与钢套间的间隙，环氧树脂固化后岩样进行驱替实验，实验流速的确定相同于常规流速敏感性实验。 用地层水作介质，进行了流速敏感性实验，结果如表1所示。 根据表1的综合数据，可以得到如下的结论和认识： 胜利油田储层敏感性分析 张宁 哈尔滨石油学院石油工程学院 黑龙江 哈尔滨 150027 摘要：本文利用储集层真实岩石，通过敏感性评价实验可帮助了解在钻井和开发过程中储层损害的因素，以便合理设计储层保护方案。 关键词：渗透率?储层损害?敏感评价 Analysis?of?reservoir?sensitivity?in?Shengli?Oilfield Zhang?Ning School of Petroleum Engineering；Harbin Petroleum College， Heilongjiang Harbin 15002 Abstract：This?paper?uses?the?real?reservoir?rock，through?the?sensitivity?evaluation?experiment?can?help?us?understand?the?factors?in?the?development?process?of?drilling?and?reservoir?damage，so?that?the?reasonable?design?of?reservoir?protection?scheme. Keywords：permeability；?Reservoir?damage；?Sensitivity?evaluation 表1?绥1油田储层流速敏感性实验结果 区块井号岩样号深度/m Kg/μm2孔隙度，%临界流速/ （m·d-1） 速敏损害指数损害程度备注 G G1*******.70 6.81834.8912.710.319中等261538.05 1.43532.6718.180.289弱321550.85 2.73833.1713.470.306中等 B B72-11428.150.51728.53 5.2460.349中等 2-21431.850.59629.157.7020.319中等 2-31433.68 1.55331.5414.240.171弱 4-21373.780.09826.59.850.057弱 胜利油田测 试结果 1-61347.600.26230.310.940.123弱 3-71372.84 2.97929.8无 5-21428.41 3.54233无 1）速敏实验结果表明，G区岩样的临界流速在12.71～18.18m/d之间，速敏损害指数为0.289～0.319，速敏损害程度为弱至中等。 2）B区岩样的临界流速为2.64～14.24m/d。速敏损害程度为弱至中等偏强。 2?水敏性评价? 在油层钻开之前，粘土矿物与地层水达到膨胀平衡，在作业过程中，钻井液中的化学成分和矿化度都与地层水不一致，而使得岩石中的粘土进一步膨胀而造成储层的损害。进行水敏性评价实验的目的就是要了解这一膨胀、分散、运移的过程，以及最终使油气层渗透率下降的程度。 水敏损害程度与岩石中粘土的种类和含量有关，水敏性最强的粘土矿物是蒙脱石，其次是伊/蒙混层；可膨胀性粘土含量越高，水敏性损害越强。由绥1油田粘土矿物分析结果知，B区块和G区块岩石中伊蒙混层矿物含量很高，因此导致了油田具有中等偏强至极强的水敏性。 3?盐敏评价实验 盐敏性实验是指由高到低逐渐改变通过岩样的流体矿化度，测定不同矿化度下岩样渗透率的变化。其目的是了解储层对所接触流体矿化度变化的敏感性程度，找出盐度递减条件下渗透率明显下降的临界矿化度，从而为油田入井流体矿化度的选择提供依据。 绥1油田岩样的盐敏实验结果如表2所示。 129
火山岩基质储层应力敏感性实验研究
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火山岩基质储层应力敏感性实验研究-工程论文 火山岩基质储层应力敏感性实验研究 崔永CUI Yong；王丽影WANG Li-ying （延安大学石油学院，延安716000） 摘要：目前，储层应力敏感性评价主要建立在常规应力敏感性实验的基础上，也有部分学者开展了变孔隙压力的应力敏感性评价实验，所得结论和常规实验有较大的出入，但并没有给出合理的解释。为了深入研究这一问题，笔者设计了一组变围压的常规应力敏感性和变孔隙压力的高压应力敏感性评价对比实验，并对实验结果进行了详细的对比分析研究。结果表明，Terzaghi有效应力理论用于致密火山岩基质储层有一定的局限性，采用本体有效应力理论计算较为合适。如果采用本体有效应力分析该组对比实验，两种实验方法所得结果具有较高的一致性。实验结果表明，地层衰竭开发过程中，岩石骨架所受应力的变化范围很小，由于应力改变而引起的岩心渗透率变化很小，可以忽略不计。 关键词：火山岩基质储层；应力敏感性；Terzaghi有效应力；本体有效应力 中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0187-03 作者简介：崔永（1990-），男，陕西榆林人，本科，学生，专业：石油工程、油气勘察方向，长期跟老师做《克拉玛依气田火山岩气藏储层评价及渗流机理研究》科研项目；王丽影（1982-），女，河南商丘人，博士，延安大学讲师，毕业于中国科学院渗流流体力学研究所，一直从事低渗油气田开发方向的研究。 0 引言
敏感性实验 储层敏感性评价是针对某种储层，在通过岩石矿物学分析和其他有关技术手段弄清了特征和潜在损害因素之后，进一步通过室内岩心流动实验来验证和定量评价储层对外来液体损害的敏感性程度，从而为低伤害压裂液研究提供基础数据。 气体速敏的实际就是气体流动情况下引起储层中微粒运移堵塞储层孔喉而造成储层渗透率下降。颗粒大小、颗粒级配、孔喉弯曲度以及气体流速是影响气体速敏最重要的因素。在相同的油气层条件下，生产压差越大气体流速也越大，越容易发生气体速敏，速敏造成的伤害也越大。研究表明，当颗粒尺寸接近为孔隙尺寸的１／３～１／２时，最容易堵塞储层的孔喉。孔道弯曲度大的地层，不仅增加了微粒碰撞孔壁的机率易形成微粒堵塞，而且增大了堵塞的强度。评价气体速敏的目的是分析储层气体速敏程度，找出气体速敏的临界流量，为天然气开采过程中生产速度的控制提供指导。 盐水速敏与气体速敏的伤害机理一样，所不同的是一个是气体，一个是液体。 水敏对储层的伤害程度与下列几个因素有关：１．油气层中水敏性矿物含量多少；２．储层本身的孔渗性，储层渗透率越低，水敏引起的伤害程度越大。水敏实验的原理是首先用地层水或模拟地层水饱和岩样并测定岩样的渗透率值，然后用次地层水测定岩样的渗透率，最后用蒸馏水测定岩样的渗透率，从而确定淡水引起岩石中矿物水化膨胀而造成的伤害。 储层盐敏评价的主要目的之一是分析工作液滤失到地层后是否对地层造成损害以及损害的程度和大小。工作液进入地层主要是因为压差作用致使工作液侵入（或滤失）到地层深处。当滤失液的矿化度高于盐敏发生的高限临界矿化度时，亦可能引起粘土矿物的水化收缩破裂，造成微粒运移堵塞储层的孔喉，致使储层渗透率下降。 碱敏主要是指高ＰＨ值的外来流体与油气层中的碱敏性矿物接触后发生分散、脱落、形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，致使地层的渗透率下降的现象。产生碱敏的原因主要包括：粘土矿物的铝氧八面体在碱性溶液的作用下，使粘土表面的负电荷增多，晶层间斥力增加促进了粘土矿物的水化分散；地层中的隐晶质石英、蛋白石等物质晚与氢氧化物起反应生成不可溶性硅酸盐并进而形成硅凝胶，形成硅凝胶后体积增大晚堵塞地层的孔道，从而降低了地层的渗透率。 酸敏的形成主要有两种情况：一是外来酸性液体与地层作用后，与酸反应形成的微粒堵塞油气层通道；一是矿物酸化溶解后的离子发生反应生成新沉淀或凝胶体堵塞油气通道。无论哪种情况，都会在一定程度上造成对油气通道的堵塞，降低地层渗透率。
储集层敏感性及五敏试验 1．基本概念 所谓储集层敏感性，是指储集层岩石的物性参数随环境条件（温度，压力）和流动条件（流速，酸，碱，盐，水等）而变化的性质。岩石的物性参数，我们主要研究孔隙度和渗透率。衡量储集层岩石的敏感程度我们常用敏感指数来，敏感指数被定义为在条件参数变化一定数值时，岩石物性减小的百分数，习惯上用SI 来表示。我们以渗透率这个物性参数为例，给出其一个基本公式： i i k p K K K SI -= （1-1） 上标表示岩石物性参数，用下标表示条件参数。 上式定义的是渗透率对地层压力的敏感指数。 敏感指数的物理含义是指条件参数变化一定数值以后，岩石物性参数损失的百分数（主要是孔隙度和渗透率）。所以我们要想了解油藏的敏感指数就必须了解条件参数的变化幅度，从而我们可以求出敏感指数。 在实际矿场中，渗透率比孔隙度更能影响储集层产能。因此渗透率的研究尤为重要。储集层渗透率因为地层压力的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的压力敏感，压力敏感指数用符号P SI 表示。 由以上可以知道下面的概念。 储集层渗透率因为地层温度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的温度敏感，简称热敏，用T SI 表示。 储集层渗透率因为渗流速度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的温度敏感，简称热敏，用v SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的盐度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的盐度敏感，简称盐敏，用sal SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的酸度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的酸度敏感，简称酸敏，用aci SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的碱度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的碱度敏感，简称酸敏，用 alk SI 表示。 储集层渗透率因为注入淡水而呈现出的敏感性质，称作储集层的水敏性质，简称水敏，用w SI 表示。